在便攜式音頻設(shè)備風(fēng)靡的今天，設(shè)計師們始終在有限的電池電壓（5V或單節(jié)鋰電池）框架內(nèi)，與三個核心痛點(diǎn)博弈：如何不依賴笨重的升壓電感，就讓小設(shè)備爆發(fā)出足夠響亮的音量？如何在追求高響度的同時，確保脆弱的喇叭不因過載而損壞？又如何在電池電量將盡、內(nèi)阻增大時，避免設(shè)備突然“罷工”關(guān)機(jī)？

功率與效率的博弈：傳統(tǒng)5V供電，輸出功率天花板觸手可及。外置升壓電路雖能提升電壓，卻以增加成本、PCB面積和功耗為代價。

音量與安全的矛盾：盲目提升增益以求響亮，極易導(dǎo)致信號削波產(chǎn)生刺耳“破音”，更可能因瞬間過功率而燒毀喇叭音圈，可靠性存疑。

系統(tǒng)穩(wěn)定性的隱憂：當(dāng)電池老化或處于低電量時，其內(nèi)阻陡增。若功放瞬間抽取大電流，會導(dǎo)致電池電壓驟降，可能引發(fā)主控系統(tǒng)復(fù)位甚至意外關(guān)機(jī)，體驗極差。

拓爾微電子推出的 TMS8931 —— 一款4.5W單聲道Class G音頻功放芯片，正是為解決這些系統(tǒng)性難題而生。它不只提供功率，更提供了一套完整的“高響度、高可靠”音頻解決方案。

▲TMS8931 原理圖

針對這些普遍痛點(diǎn)，拓爾微電子全新推出的TMS8931 —— 一款4.5W單聲道Class G音頻功放芯片，正是為解決這些系統(tǒng)性難題而生。它不只提供功率，更提供了一套完整的“高響度、高可靠”音頻解決方案。

Class G電荷泵：無需電感的高效升壓引擎

市場痛點(diǎn)：在5V或單節(jié)鋰電池供電的苛刻條件下，傳統(tǒng)D類功放的輸出功率存在理論天花板，難以驅(qū)動喇叭實現(xiàn)震撼響度。外置升壓電感方案則增加了成本、功耗和寶貴的PCB面積。

TMS8931技術(shù)價值：集成基于電荷泵的Class G架構(gòu)，是破局關(guān)鍵。小信號時，芯片直接由電池供電，靜態(tài)電流低至2.8mA，極致節(jié)能；當(dāng)需要大功率輸出時，內(nèi)置電荷泵在20μs內(nèi)啟動，將內(nèi)部功率電源（PVDD）升至約6.3V，從而在5V輸入、4Ω負(fù)載下輸出高達(dá)4.5W的功率。其核心價值在于，在顯著提升輸出能力的同時，完全省去了外部電感，實現(xiàn)了高功率、高效率與極小布板面積的完美統(tǒng)一。

APC自適應(yīng)防破音 + 三檔可設(shè)功率：喇叭的雙重智能保鏢

市場痛點(diǎn)：提升響度最粗暴的方法是增加增益，但這極易導(dǎo)致音頻信號削波（破音），產(chǎn)生刺耳失真，長期更會因瞬間功率過載而損壞喇叭音圈，可靠性風(fēng)險高。

TMS8931技術(shù)價值：芯片提供了軟硬件結(jié)合的雙重保護(hù)。APC（自適應(yīng)PWM控制） 功能在檢測到信號即將削波時，能在一個周期內(nèi)快速限制輸出功率，消除可聞破音。硬件上支持三檔最大輸出功率可調(diào)，允許開發(fā)者根據(jù)所選喇叭的額定功率，在芯片端設(shè)置一個絕對安全上限，從根源上杜絕過載損壞。這使得設(shè)計師能大膽追求最佳聽感，而無后顧之憂。

電池電壓追蹤：低電量系統(tǒng)的“鎮(zhèn)定劑”

市場痛點(diǎn)：當(dāng)設(shè)備電池電量偏低時，其內(nèi)阻會增大。若此時功放突然播放大動態(tài)音樂，瞬間的大電流需求會導(dǎo)致電池電壓暴跌，極易引發(fā)主控系統(tǒng)復(fù)位或異常關(guān)機(jī)，造成糟糕的用戶體驗。

TMS8931技術(shù)價值：芯片集成電池電壓追蹤功能，實時監(jiān)控供電電壓（VDD）。當(dāng)電壓偏低時，芯片會自動、平滑地限制最大輸出功率，防止因自身工作而拉垮系統(tǒng)電壓。這徹底解決了便攜設(shè)備在低電量時聲音卡頓或突然關(guān)機(jī)的頑疾，極大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性與用戶體驗。

快速啟停與可調(diào)軟啟動：聽感的“凈化器”

市場痛點(diǎn)：功放芯片在開關(guān)機(jī)瞬間，由于偏置電壓的突變，容易產(chǎn)生“噗噗”（Pop-Click）的沖擊噪聲，嚴(yán)重影響聽感品質(zhì)和產(chǎn)品的高級感。

TMS8931技術(shù)價值：芯片內(nèi)置快速Fade-in/Fade-out電路。在開關(guān)機(jī)時，能對音頻信號進(jìn)行約2ms的平滑淡入淡出控制。這能有效抑制開關(guān)機(jī)過程中的沖擊電流，實現(xiàn)安靜、順滑的啟停體驗，杜絕了令人不快的噪聲。

全面的保護(hù)與卓越的音頻性能：高可靠性的基石

市場痛點(diǎn)：便攜設(shè)備使用環(huán)境復(fù)雜，面臨著靜電、短路、過熱等潛在風(fēng)險，需要芯片具備強(qiáng)大的自我保護(hù)能力。同時，基礎(chǔ)音頻性能（失真、噪聲）的優(yōu)劣直接決定了音質(zhì)的下限。

TMS8931技術(shù)價值：芯片集成了輸出對電源/地短路保護(hù)、過溫保護(hù)、欠壓鎖定（UVLO）等多重保護(hù)機(jī)制，ESD等級高達(dá)4kV/5000V HBM，提供了堅如磐石的可靠性。在音質(zhì)層面，其THD+N（總諧波失真加噪聲）低至0.035%，輸出底噪僅為129μV@26dB增益，確保了純凈、高保真的聲音起點(diǎn)，為優(yōu)質(zhì)音頻體驗奠定了堅實基礎(chǔ)。

拓爾方案TMS8931與市場傳統(tǒng)方案對比總結(jié):

產(chǎn)品特點(diǎn)

? 最大輸出功率4.5W：4.5W@RL=4Ω/10%THD

? 三檔最大輸出功率用戶可設(shè)定匹配不同的喇叭

? 默認(rèn)基于APC（Adaptive PWM Control）技術(shù)的防破音輸出

? 內(nèi)置電荷泵升壓，無需電感

? G類工作模式（電荷泵自動控制）

? D 或者AB雙模輸出（TMS8931）

? 電池電壓追蹤以限制最大輸出功率

? 支持單端或者差分輸入

? 2.8V~5.5V工作電壓范圍

? 內(nèi)置快速的Fade-in/Fade-out

? 4kV HBM ESD

? 輸出對輸出， 輸出對VDD， 輸出對GND短路保護(hù)

? 過溫保護(hù)

? TMS8931/ESSOP-10L

拓爾微TMS8931，不僅是一顆高性能的4.5W D類音頻功放，更是一套為現(xiàn)代便攜與適配器供電設(shè)備量身定制的高可靠性音頻系統(tǒng)解決方案。它創(chuàng)新性地融合了 Class G電荷泵 以突破低壓功率瓶頸，通過 APC防破音 與 可設(shè)功率 雙重機(jī)制守護(hù)喇叭安全，并憑借 電池電壓追蹤 與 可調(diào)軟啟動 功能，系統(tǒng)性解決了設(shè)備在“低電量工作”與“上電瞬間”兩大關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性難題。其卓越的音頻性能（THD+N低至0.035%）、全面的保護(hù)機(jī)制以及極簡的外圍需求，使工程師能夠以更低的系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，打造出聲音更響亮、聽感更純凈、運(yùn)行更可靠的產(chǎn)品。TMS8931重新定義了緊湊型設(shè)備音頻系統(tǒng)的價值標(biāo)準(zhǔn)，是追求卓越用戶體驗與差異化競爭力的理想選擇。

審核編輯 黃宇